Tailieumoi.vn giới thiệu giải bài tập Chuyên đề Toán 10 Bài 5: Elip sách Kết nối tri thức hay, chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Chuyên đề học tập Toán 10. Mời các bạn đón xem:
Giải bài tập Chuyên đề Toán 10 Bài 5: Elip
Trả lời Câu hỏi giữa bài Chuyên đề Toán 10 Bài 5
HĐ1 trang 40 Chuyên đề Toán 10: Cho elip có phương trình chính tắc x2a2+y2b2=1 (H.3.1).
a) Tìm toạ độ các giao điểm của elip với các trục toạ độ.
b) Hãy giải thích vì sao, nếu điểm M(x0; y0) thuộc elip thì các điểm có toạ độ (x0; –y0), (–x0; y0), (–x0; –y0) cũng thuộc elip.
c) Với điểm M(x0; y0) thuộc elip, hãy so sánh OM2 với a2, b2.
Lời giải:
a)
+) Vì A1 thuộc trục Ox nên toạ độ của A1 có dạng (xA1; 0).
Mà A1 thuộc elip nên x2A1a2+02b2=1⇒x2A1=a2⇒[xA1=axA1=−a.
Ta thấy A1 nằm bên trai điểm O trên trục Ox nên xA1<0⇒xA1=−a ⇒ A1(–a; 0).
+) Vì A2 thuộc trục Ox nên toạ độ của A2 có dạng (xA2; 0).
Mà A2 thuộc elip nên x2A2a2+02b2=1⇒x2A2=a2⇒[xA2=axA2=−a.
Ta thấy A2 nằm bên phải điểm O trên trục Ox nên xA2>0⇒xA2=a ⇒ A2(a; 0).
+) Vì B1 thuộc trục Oy nên toạ độ của B1 có dạng (0; yB1).
Mà B1 thuộc elip nên 02a2+y2B1b2=1⇒y2B1=b2⇒[yB1=byB1=−b.
Ta thấy B1 nằm bên dưới điểm O trên trục Oy nên yB1>0⇒yB1=−b ⇒ B1(0; –b).
+) Vì B2 thuộc trục Oy nên toạ độ của B2 có dạng (0; yB2).
Mà B2 thuộc elip nên 02a2+y2B2b2=1⇒y2B2=b2⇒[yB2=byB2=−b.
Ta thấy B2 nằm bên trên điểm O trên trục Oy nên yB2>0⇒yB2=b ⇒ B2(0; b).
b)
Nếu điểm M(x0; y0) thuộc elip thì ta có: x20a2+y20b2=1.
Ta có:
x20a2+(−y0)2b2=(−x0)2a2+y20b2=(−x0)2a2+(−y0)2b2=x20a2+y20b2=1
nên các điểm có toạ độ (x0; –y0), (–x0; y0), (–x0; –y0) cũng thuộc elip.
c) M(x0; y0) thuộc elip nên ta có: x20a2+y20b2=1.
OM2 = x20+y20=a2.x20a2+b2.y20b2
mà b2.x20a2+b2.y20b2<a2.x20a2+b2.y20b2<a2.x20a2+a2.y20b2
hay b2(x20a2+y20b2)<a2.x20a2+b2.y20b2<a2(x20a2+y20b2)
hay b2<a2.x20a2+b2.y20b2<a2 nên b2 < OM2 < a2.
Lời giải:
Gọi phương trình chính tắc của elip đã cho là (a > b > 0).
Theo đề bài ta có:
– Độ dài trục lớn bằng 10, suy ra 2a = 10, suy ra a = 5.
– Elip có một tiêu cự bằng 6, suy ra 2c = 6 hay c = 3, suy ra b2 = a2 – c2 = 52 – 32 = 16.
Vậy phương trình chính tắc của elip đã cho là
a) Tính toạ độ của N theo x0; y0; k.
b) Chứng minh rằng khi điểm M thay đổi trên đường tròn thì N thay đổi trên elip có phương trình chính tắc .
Lời giải:
a) Gọi toạ độ của N là (xN; yN). Khi đó
Vì HN = kHM nên Mà = (x0 - x0; y0 - 0) = (0; y0) nên
b) Khi M thay đổi trên đường tròn ta luôn có
Do đó
Vậy N luôn thay đổi trên elip có phương trình chính tắc .
a) Tính MF12 – MF22.
b) Khi điểm M thuộc elip (MF1 + MF2 = 2a), tính MF1 – MF2, MF1, MF2.
Lời giải:
a) MF12 – MF22 = (x2 + 2cx + c2 + y2) – (x2 – 2cx + c2 + y2) = 4cx.
b) MF12 – MF22 = 4cx
⇒ (MF1 + MF2)(MF1 – MF2) = 4cx
⇒ 2a(MF1 – MF2) = 4cx
⇒ MF1 – MF2 = = x.
+) Từ MF1 + MF2 = 2a và MF1 – MF2 = x ta suy ra:
(MF1 + MF2) + (MF1 – MF2) = 2a + x ⇒ 2MF1 = 2a + x ⇒ MF1 = a +x.
+) Từ MF1 + MF2 = 2a và MF1 – MF2 = x ta suy ra:
(MF1 + MF2) – (MF1 – MF2) = 2a – x ⇒ 2MF2 = 2a – x ⇒ MF2 = a – x.
Lời giải:
Có a2 = 36, suy ra a = 6.
c =
Gọi toạ độ của M là (x; y).
Ta xét khoảng cách từ M đến F1.
Theo công thức độ dài bán kính qua tiêu ta có MF1 = 6 + x = 6 + x.
Mặt khác, vì M thuộc elip nên –6 ≤ x ≤ 6
Vậy 2 ≤ MF1 ≤ 10.
Vậy độ dài MF1 nhỏ nhất bằng 2 khi M có hoành độ bằng –6, lớn nhất bằng 10 khi M có hoành độ bằng 6.
Lời giải:
Gọi phương trình chính tắc của elip là (a > b > 0).
Giả sử Trái Đất có toạ độ là điểm M(x; y) và tâm Mặt Trời trùng với tiêu điểm F1.
Khi đó, khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ Trái Đất đến tâm Mặt Trời lần lượt là a + c và a – c.
Theo đề bài ta có: a + c = 152 và a – c = 147.
Suy ra a = 149,5 và c = 2,5.
Suy ra b2 = a2 – c2 = 149,52 – 2,52 = 22344.
Vậy phương trình chính tắc của elip là
HĐ3 trang 43 Chuyên đề Toán 10:
Cho elip có phương trình chính tắc , với các tiêu điểm F1(–c; 0), F2(c; 0), ở đây (H.3.6). Xét các đường thẳng ∆1 : x = và ∆2 : x = . Với điểm M(x; y) thuộc elip, tính các tỉ số và theo a và c.
Lời giải:
+) Viết lại phương trình đường thẳng Δ1 ở dạng: x + 0y + = 0. Với mỗi điểm M(x; y) thuộc elip, ta có:
d(M, Δ1) =
Do MF1 = a + x > 0 nên MF1 = |a + x|,
suy ra
+) Viết lại phương trình đường thẳng Δ2 ở dạng: x + 0y – = 0. Với mỗi điểm M(x; y) thuộc elip, ta có:
d(M, Δ2) =
Do MF2 = a – x > 0 nên MF2 = |a – x|,
suy ra
Lời giải:
+) Có a2 = 36, b2 = 25, suy ra a = 6, b = 5.
Tâm sai của elip là e = = , các đường chuẩn của elip là
Δ1 : x = – ⇔ x = – và Δ2 : x = ⇔ x = .
+) Các bán kính qua tiêu của điểm thuộc elip và có hoành độ bằng –2 là:
MF1 = a + x = 6 + (–2) = 6 – .
MF2 = a – x = 6 – (–2) = 6 + .
Bài 3.1 trang 44 Chuyên đề Toán 10: Cho elip
a) Xác định đỉnh và độ dài các trục của elip.
b) Xác định tâm sai và các đường chuẩn của elip.
c) Tính các bán kính qua tiêu của điểm M thuộc elip, biết điểm M có hoành độ bằng –3.
Lời giải:
a) Có a2 = 12, b2 = 4 ⇒ a = = , b = 2.
Toạ độ các đỉnh của elip là A1(–; 0), A2(; 0), B1(0; –2), B2(0; 2).
Độ dài trục lớn của elip là 2a = 2. = 4.
Độ dài trục nhỏ của elip là 2b = 2.2 = 4.
b) c =
Tâm sai của elip là e = , các đường chuẩn của elip là
Δ1 : x = – ⇔ x = – 3 và Δ2 : x = ⇔ x = 3.
c) Các bán kính qua tiêu của điểm thuộc elip và có hoành độ bằng –3 là:
MF1 = a + x = + = .
MF2 = a – x = – = .
Bài 3.2 trang 44 Chuyên đề Toán 10: Viết phương trình chính tắc của elip trong mỗi trường hợp sau:
a) Độ dài trục lớn bằng 8, tiêu cự bằng 6;
b) Độ dài trục lớn bằng 8 và tâm sai bằng .
Lời giải:
a) Gọi phương trình chính tắc của elip đã cho là (a > b > 0).
Theo đề bài ta có:
– Độ dài trục lớn bằng 8, suy ra 2a = 8, suy ra a = 4.
– Tiêu cự bằng 6, suy ra 2c = 6 hay c = 3, suy ra b2 = a2 – c2 = 42 – 32 = 7.
Vậy phương trình chính tắc của elip đã cho là
b) Gọi phương trình chính tắc của elip đã cho là (a > b > 0).
Theo đề bài ta có:
– Độ dài trục lớn bằng 8, suy ra 2a = 8, suy ra a = 4.
– Elip có tâm sai bằng suy ra
⇒ b2 = a2 – c2 = 42 – = 4
Vậy phương trình chính tắc của elip đã cho là
Bài 3.3 trang 44 Chuyên đề Toán 10: Cho elip .
a) Qua tiêu điểm của elip vẽ đường thẳng vuông góc với trục Ox, cắt elip tại hai điểm A và B. Tính độ dài đoạn thẳng AB.
b)Tìm điểm M trên elip sao cho MF1 = 2MF2 với F1 và F2 là hai tiêu điểm của elip (hoành độ của F1 âm).
Lời giải:
Có
a) Giả sử A nằm phía trên còn B nằm phía dưới trục Ox.
Khi đó toạ độ của A có dạng (c; yA) hay (2; yA) với yA > 0;
toạ độ của B có dạng (c; yB) hay (2; yB) với yB > 0.
Vì A thuộc elip nên
Vì B thuộc elip nên
b) Gọi toạ độ của M là (x; y). Theo công thức bán kính qua tiêu ta có:
MF1 = a + x, MF2 = a – x. Do đó:
MF1 = 2MF2
Vậy hoặc
Do đó, đường tròn phụ là đường tròn lớn nhất có thể nằm bên trong một hình elip. Tìm phương trình đường tròn phụ của elip và chứng minh rằng, nếu điểm M(x0; y0) thuộc elip thì điểm thuộc đường tròn phụ.
Lời giải:
Vì đường tròn phụ có đường kính là trục nhỏ của elip nên có tâm là O(0; 0) và bán kính b.
Vậy phương trình đường tròn phụ là: x2 + y2 = b2.
Có M(x0; y0) thuộc elip nên
Xét điểm N(x0; y0) , ta có:
Vậy toạ độ điểm N thoả mãn phương trình đường tròn phụ, do đó điểm N thuộc đường tròn phụ.
Lời giải:
Chọn hệ trục toạ độ sao cho tâm Mặt Trời trùng với tiêu điểm F1 của elip, đơn vị trên các trục là kilômét.
Giả sử phương trình chính tắc của quỹ đạo elip này là (a > b > 0).
Theo đề bài, ta có:
– Nửa độ dài trục lớn của elip quỹ đạo là khoảng 590635.106 km, suy ra a = 590635.106.
– Elip có yâm sai khoảng 0,244 ⇒ c = 0,244.a = 144114,94.106.
Giả sử sao Diêm Vương có toạ độ là M(x; y).
Khoảng cách giữa sao Diêm Vương và tâm Mặt Trời là MF1.
MF1 = a + x, vì –a ≤ x ≤ a nên a – c ≤ MF1 ≤ a + c
590635.106 – 144114,94.106 ≤ MF1 ≤ 590635.106 + 144114,94.106
46520,06.106 ≤ MF1 ≤ 734749,94.106
Vậy khoảng cách gần nhất và khoảng cách xa nhất giữa sao Diêm Vương và tâm Mặt Trời lần lượt là 46520,06.106 km và 734749,94.106 km.
Hỏi âm thanh thì thầm từ một tiêu điểm thì sau bao nhiêu giây đến được tiêu điểm kia? Biết vận tốc âm thanh là 343,2 m/s và làm tròn đáp số tới 4 chữ số sau dấu phẩy.
Lời giải:
Giả sử phương trình chính tắc của elip này là (a > b > 0).
Dựa vào hình vẽ ta thấy: 2c = 16 ⇒ c = 8.
b = 7,6 – 1,6 = 6 ⇒ a = = 10.
Âm thanh đi từ một tiêu điểm qua điểm M(x; y) trên trần vòm rồi đến tiêu điểm kia. Do đó quãng đường mà âm thanh đã đi là: MF1 + MF2.
Theo công thức bán kính qua tiêu ta có: MF1 = a + x, MF2 = a – x.
Quãng đường âm thanh đã đi là: MF1 + MF2 = a + x + a – x = 2a = 20 (m).
Thời gian âm thanh đã đi là: ≈ 0,0583 (s).
Vậy âm thanh thì thầm từ một tiêu điểm thì sau khoảng 0,0583 giây sẽ đến được tiêu điểm kia.
Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề học tập Toán 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ DỊCH VỤ GIÁO DỤC VIETJACK
- Người đại diện: Nguyễn Thanh Tuyền
- Số giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh: 0108307822, ngày cấp: 04/06/2018, nơi cấp: Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội.
2021 © All Rights Reserved.